CFIC邓红：未来物联网技术将贯穿气体灭火系统各个环节

       2016年9月26日至27日，来自各界10多个机构和600多个企事业单位的近千名代表，共聚CFIC2016“中国消防安全产业大会”，中国建筑科学研究院顾问副总工、中国消防协会副会长李引擎，中国阻燃学会秘书长周政懋以及来自各专业协会学会、学术界、设计院、企业、工程商、用户单位的领导人与高级别代表出席本次大会。在CFIC2016“产业•信息•互联”的主题下，与会代表围绕消防创新技术、社会公益和产业发展问题展开讨论。 

信达可恩总经理邓红    

       浙江信达可恩消防实业有限责任公司总经理邓红在CFIC2016现场发表《物联网技术在气体灭火系统中的应用》的主题演讲。他从物联网概念及应用、物联网技术在气灭中的应用、和未来的气体灭火系统等方面重点阐述了物联网在气体灭火系统中的应用，并提出气体灭火系统目前面临的四大问题和解决方法。

信达可恩总经理邓红

        以下是CFIC2016现场邓红主讲实录：

        首先向各位专家、来宾和我们同行，尊敬的王军总经理，高伟秘书长大家下午好！今天很荣幸和大家在这里做分享，我做消防20年，一从业就进入了气体消防行业，也算一个气体消防行业的卖油翁。在这个行业里面，我今天主要讲的是物联网的概念及应用，物联网技术在气灭中的应用和未来气灭的发展方向。接下来我想和大家进行分享和畅想，分享我们对物联网概念的理解、了解和感悟；同时也分享一些我们现在已做的，物联网应用在气体灭火系统中的一些技术的使用方法，还有形成的一些产品；最后这个阶段来畅想一下，未来的气体灭火系统，从设计阶段到智能制造阶段，再到全生命周期的使用和维护保养阶段，它应该是什么样子。我在行业里面尽心20年，涉及气灭的设计、制造和维护保养等各个方面，最后跟大家畅想的内容里面也都会包括在里面。 

        首先，看看物联网的一些概念，因为物联网概念大家都有各自的理解，我们一起来梳理一下。 

       1999年，在美国召开的移动计算机和网络国际会议上首次提出了物联网的概念，它以射频识别技术为基础，结合已有的网络技术、中间件技术、数据库技术等，构筑了物与物、物与人、人与人之间的实物物联网。这个网络中系统可以实时地、自动地对实物进行识别、定位、跟踪、监控，并且实行透明化管理。物联网技术是现代众多科学的综合运用，涉及了自动控制、计算机科学，传感系统、通信技术等学科，其关键技术涉及传感技术、计算机软件系统、微处理技术、通信技术等。 

        所有的物联网都是在三个层在做文章，感知层、网络层、应用层。 

       现在先了解感知层。我们消防涉及到的物联网感知主要是一些传感器，感知层有二维码的条形技术，也有射频技术、传感器技术、视频技术，视频技术现在用的无人汽车和嵌入式技术。物联网的传输有无线传感技术、蓝牙技术、WiFi技术、ZigBee技术、物联网的定位技术，还有应用层的云计算处理、利用。 

       智慧消防有两个方面，一个智慧的城市消防，一个是智慧的建筑消防。这次我们公司也参与了G20杭州峰会的智慧消防的一些项目建设。我们当时提出了智慧消防的三个零缺陷的概念，指哪三个零缺陷呢？第一个零缺陷是火灾报警系统运行的零缺陷，第二个零缺陷提出了消防联动设备运行的零缺陷，第三消防设备联动关系的零缺陷。我们设想只要实现这三个零缺陷，就完全可以预防火灾的发生。 

       这三个零缺陷概念的提出，我们大家一起分享一下，火灾报警系统的零缺陷，随时随地都让它就像穿白衬衣一样，有污损就能发现。在它的显示屏上没有故障、隔离、断路、短路显示。有相关显示之后就要处理掉，没有隔离、没有其他任何的短路、断路的情况，这是火灾报警运行的零缺陷，只要有缺陷就去处理。 

        联动设备运行的零缺陷怎么处理的呢？现在我们主要做了三个系统，一个是水喷淋系统，消火栓灭火系统，气体灭火系统。消火栓灭火系统是在屋顶的试水栓上装了电动放水装置、视频及压力传感器，把管网中的水压情况接入火灾报警系统中。根据浙江省的消防维护保养规程，每个月要测试相关的联动设备，测试时就可以采用远程电动放水，并通过视频、压力传感器，看到相关的测试结果。 

       水喷淋系统是在建筑最不利点的放水装置上接入了视频和电动阀及压力传感器，同时接入火灾报警系统中。这样我们就实现了消防联动设备的零缺陷；消防联动关系的零缺陷是在维保的过程中，根据浙江省消防设施的维护保养规程，要求每月10%消防联动设备需要动作。动作之后，把这些动作的联动关系信息传送到监控中心，使监控中心能够了解到现场联动关系的情况，这些形成了建筑智慧消防的一个概念。 

       物联网的发展方向:我们在提出这个想法的时候，同时在思考物联网以后的发展方向。我也去请教了很多物联网的教授、专家，包括浙江大学、浙江工业大学等，最后一起总结了一个方向，也是一个可能性的方向——智能化。什么是物联网智能化：一句话来说，只要人能想得到的，代表物的设备就能做得到，这是物联网智能化最高境界。现在的成果有人工智能的女佣人、人工智能象棋等。 

       还有便捷化。便捷化是谷歌汽车提出的技术，谷歌的无人驾驶汽车都没有方向盘、没有刹车，没有其他传统功能，就是一键，你要去哪里按一下，上车，便能直达到目的地。所谓物联网便捷化一句话总结是只要指定一个指令，选择一个按钮就可以实现，这是物联网第二个发展方向。 

       第三个发展方向，一句话总结是对全寿命周期的运行数据的捕捉、整理、分析、运用，来帮助整个系统、整个设备的持续改进，这个是我们对物联网应用和发展方向的理解。 

       德国的工业4.0。最后我们在畅想气体灭火系统方向的时候，就把工业4.0的概念引进了，在这里不详细谈论这个问题。 

       物联网应用的多的地方还有智能家居。我们畅想一下，夏天回家时灯光比较幽静一点；雾天回去比较光亮一点，还有不同的背景音乐；你在回家以前所有的电器都已经开始为你准备饭菜了。还有大数据捕捉、抓取、分析比较广泛运用的，多的在是在智慧环保方面。 

       第二我们一起分享物联网技术在气灭中的应用。这是我们公司近十年来一直持续研究，200多个同事一起做这方面工作，我们做了一些成果也给大家分享。这20年来，我们认为气体灭火系统的发展方向有四个方面。 

      一、保证瓶组及钢瓶的密封性不漏气。不漏气有两个环节，在运行时，钢瓶放在建筑的钢瓶间内不要漏气，第二在生产检验过程中有检测措施保障以后运行不漏气。根据国家标准GB25972相关条款要求，生产过程中把钢瓶放在水池中5分钟没有气泡判定为合格。在美国UL\FM认证要求里面，提出年泄露量的概念，有量化指标的要求——年泄漏0.139%。我们一直在这个上面做了两方面的工作，一个在生产过程中做了恒温的水池，最早做了采集器放在钢瓶上面，采集6小时的泄漏量，推算一年的泄露量。我们在这个过程之中，发现泡下去的钢瓶不管是喷塑的也好还是油漆也好，会对瓶体的防腐有伤害。后来做了恒温房的采集方法。 

       另一个就是在瓶组运行的全生命周期过程中做了压力监测系统。我们在中国是最早的，以为乃至于全世界是最早的，前年去汉诺威消防展发现其实欧洲产品已经做到了实时传输，而我们还在做定量10%的下限报警即超出绿区之后就报警。我们把这种技术用在深圳地铁9号线、11号线，杭州地铁4号线等项目，我们还尝试在深圳地铁的两个站做了实时传输压力数据，这是我们在密封可靠性方面的研究。 

       第二个方面，所有动作的零部件必须动作可靠。动作可靠在三个区域（地方）的标准，一个是中国的标准，零部件动作可靠性备压下100次动作试验合格，美国FM\UL的标准是500次，CE标准是120次。我们在做FM的认证的时候，也做了一些动作可靠性的研究。气体灭火系统始终不用，5年或几年都不用一次，到使用时能不能用，动作零部件可靠性就要有相当高的要求；我们在编制维护保养规程时，也写进去要求一年必须要动作一次。 

      在这个基础上有两个方面的研究。 

       一个是在生产过程中怎么提高产品的动作可靠性。我们以前认为做100次跟做500次差不多，没有太大问题，结果FM认证送出去才知道，做100次和500次完全是两个概念，所有的材料和结构都不一样啦。比如瓶头阀的刺破针，做了100次的动作实验的针，跟做500次动作实验的针结构和材料都不一样，选择阀的结构也不一样。 

       第二为了使零部件在全生命周期中能够继续正常使用，举个例子，我们零部件在做强度实验的过程中，要做水压强度试验，水压之后，吹扫有没有吹干净；或者在现场做集流管强度试验时有没有吹扫干净；如果没有吹干净，那一年以后里面的水锈蚀会使零部件不能动作。这是第二个研究。 

       后面还有一个畅想是什么？我们参加公安部一个课题《气体灭火系统安全性可靠性研究》时，研究如何对现有系统怎么做动作可靠性评估？我们提出模拟汽车发动机可靠性运行试验概念，我们利用BIM技术和软件仿真技术，建立零部件正常磨损和不同环境情况下让它自己在软件中模拟动作的模型，模拟一定次数的动作以后，跟实际动作的结果来比对验证，用验证结果说明软件的正确性，这个就是我们对零部件可靠性研究的探索。 

       第三个我们在研究的方向，就是系统设计可靠性的研究。为什么谈这些呢？这些研究到最后都跟物联网有机地结合在一起了。系统设计可靠性研究，根据我们国家的标准，包括我们不管是设计规范也好，产品的标准也好，都有一个前提，认为气体灭火利用在比较小的空间，或者钢瓶间比较近的场所。这种情况假设只要发生火灾，灭火系统能够动作就能够喷放，只要能够喷放就能够达到灭火浓度，从而灭火。 

       实际应用过程中，我们做的比较大的建筑像杭州第二电信枢纽大楼，整个47楼，它从3楼到37楼都有气体灭火保护区。它输送距离最多达到160、170米。在这个过程中气体灭火系统的可靠性，有四个方面：灭火浓度，减压孔板前后的压力、喷嘴最不利点压力，以及灭火剂喷放的时间，都是可靠性最基本性能的参数要求。那如何控制实现呢？我们国家规范就给出了一个计算公式，但我们用计算软件方法验证发现还是有一定问题的。因此以后我们可能在这个方面要做一个仿真软件，建立不同的环境、可燃物、灭火剂输送的过程、长度、延程损失、当量损失等的模型，通过这个方向进行研究气体灭火仿真软件。 

       最后是维护保养的可靠性。刚才说零部件每年要做测试，怎么做测试呢？我们做了一个设计，也是我们现在正在研发的一套系统，首先每一个系统的有主动钢瓶，增加一个备用钢瓶，备用钢瓶本来就是带压的，可以随时随地做一个在线检测的系统。我们可以给大家看一下监测气体灭火系统密封性、防泄露的离娄系统。首先在瓶头阀装一个传感器，传感器可以把信号给控制箱，控制箱给到FAS系统，也同时可以给到用户的APP。传感技术用在气体灭火系统中的有几种方式：一个是压力传感、一个是液位传感、一个是质量传感，还有一种英国现在有非接触的一种传感。 

       离娄系统已经包括了基本的一些功能，包括系统定位等，如果瓶组没有气了，直接就报警显示维修路径、钢瓶的使用年限、检测周期、报废年限等都可以实现，同时手机上APP也可以显示这些信息。 

       这个就是一个典型的加物联网的气体灭火系统。我们可以在钢瓶间里面装视频摄像头，可以看到钢瓶间的动作情况，同时钢瓶压力信号接到离娄系统，离娄接到消防报警主机，消防报警主机再返到远程的监控中心；同时离娄系统通过因特网也可以传输到用户的客户端，这是我们对可靠性研究的一个成果。 

       我们在生产过程中有一个密封性的研究。我们在生产过程中在钢瓶上安装测泄漏的罩子并放置恒温房里面，来测密封性。这是我们零部件可靠性的思考方向，就让通过特殊设计的先导阀和选择阀，使得系统不需要拆卸阀体，即可进行动作测试。在运行的状态下就可以做，再不影响喷放的情况下也可以做，始终放在那里。我们之前帮浙江省某企业做过将近30个楼的消防安全评估，总体来看整个气体灭火设备的完好率也不高，整个火灾报警设备的完好率也不高。该行业应该是我们国家及消防产业里面，产品运用的比较好而且比较多的一个行业，它的设备完好率都不到30%。而且我们现在很多气体灭火产品生产缺少细致地规定，比如说你的选择阀做强度试验时用的水，一定要用纯净水，不能用其他含有杂质的水，如果有杂质的水，会对部件造成腐蚀。 

       每年不做一两次动作实验，就不能保证你的气体灭火系统能够动作。现在全国都在实施消防设施的维护保养，主管部门也发资质证书，但作为维保单位，如果维保的系统该动作又不能动作的时候，责任就承担在你们身上。 

       这是计算软件。气体灭火系统的核心是通过各项计算来控制两个端，如IG541要控制减压孔板的开孔尺寸，以及喷嘴入口处的开孔尺寸，从而控制灭火性能各种技术参数的，包括压力、流量、喷射时间都是通过这个来计算的。 

       这是维护保养。这次我们做安全评估时，也看到很多气体项目，项目做完之后连瓶头阀都没有装上电磁阀，放在旁边。 

       最后我们给大家一起畅想一下未来的气体灭火系统会是什么样的，怎么设计的、怎么生产。我们的想法是通过三个软件构建一个平台，通过一个设计计算软件，构建一个系统的设计平台；通过零部件可靠性的评估软件，来对它的动作的可靠性进行评估；第三个是对防护区、可燃物的变化进行实时监控的软件；这三个软件可以构建一个仿真运行的软件。通过这个软件进行智能化的设计，设计出每个零部件的构成之后，再进行智能制造、智能仓储、智能运输、智能安装，全生命过程周期的监控这样一个物联网的平台。以后把工业4.0智能制造结合仿真运行软件，整个掌控后端的智能设计、智能制造、智能仓储、智能运输、智能安装；而且这些软件都能实现在各个系统运行中不停地修订。与此同时，利用数据化不断修正我们的仿真系统，来达到持续改进的目的。 

        这是我们设想的智能工厂。这些分别是智能设备检测、智能设计、智能组装、打包、智能运输等。未来我想气体消防系统的生产商就像谷歌的无人驾驶车的厂房一样，生产的地方只有几个人，都是一大堆设备，包括电子标签，智能运输等，这里就不详细叙述了。 

       二维码技术可以应用在安装、维护保养方面。各个零部件都贴有二维码，二维码有货品的特性，价格等基本条形码信息；有产品性能、产品零部件的材质等信息；还可以把每一个零部件的安装视频，这个零部件跟上一个零部件怎么安装，用什么介质来安装，用什么工具来安装，方法、注意事项都写进二维码上面，安装或维护保养时一扫就可以了解。这就是智能安装的概念。 

       全生命周期的监控。我们国家的标准跟国外的标准不一样，国外的标准对防护区有特别高的要求，它的密闭性要求10分钟内不能下降20%。我们对防护区也要有要求，包括对产品的环境温度的监控。现在有一些爆炸案例，就是因为瓶组受到暴晒，环境非常恶劣。因此产品销售后，如果没有一系列监控的话，安全问题解决不了。

       以上给大家分享了我们在气体灭火系统生产和研发过程中的一些心得，同时也给大家畅想了未来气体灭火系统从研发理念、设计到制造、安装、维护保养方面的理念、思路和畅想，希望大家有所收获。谢谢大家！